(57)【要約】【課題】  光透過制御装置、それを備えた２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置、並びに光透過制御装置の製造方法を提供し、装置の厚さを減少させて３Ｄ映像の視聴距離を短縮させ、併せて消費電力および光損失を減少させることを目的とする。【解決手段】  光が透過する突出部５６ａが所定の間隔で形成されている透明な基板と、前記透明な基板に互いに独立して内在し、前記突出部５６ａ間に移動する光遮断物質および光透過物質と、前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする光透過制御装置。ここで、前記透明な基板は上部基板５０と下部基板５２とを備える。【選択図】      図５
2005222051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が透過する透過領域が所定の間隔で形成されている透明な基板と、
前記透明な基板に互いに独立して設けられ、前記透過領域間へ移動する光遮断物質および光透過物質と、
前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする光透過制御装置。
【請求項２】
前記透明な基板は、上部基板と下部基板とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項３】
前記光遮断物質は、光吸収物質であることを特徴とする請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項４】
前記光遮断物質と前記光透過物質とが移動する、前記透過領域よりも広い幅を有する溝が前記透過領域の間に存在することを特徴とする、請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項５】
前記光遮断物質が保存され、前記溝の一端が連結された第１のプールが前記透明な基板に設けられることを特徴とする請求項４に記載の光透過制御装置。
【請求項６】
前記光透過物質が保存され、前記溝の他端が連結された第２のプールが前記透明な基板に設けられることを特徴とする請求項５に記載の光透過制御装置。
【請求項７】
前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは、複数個に分離されることを特徴とする請求項６に記載の光透過制御装置。
【請求項８】
前記第１および第２のプールは対向することを特徴とする請求項６に記載の光透過制御装置。
【請求項９】
前記第１および第２のプールは、前記透明な基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項６に記載の光透過制御装置。
【請求項１０】
前記透明な基板は、ガラス基板またはポリマー基板であることを特徴とする請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項１１】
前記溝は、ジグザグ形状を有する単一の溝であることを特徴とする請求項６に記載の光透過制御装置。
【請求項１２】
前記下部基板に、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが設けられており、前記下部基板の前記第１および第２のプール間に前記透過領域が存在し、前記透過領域の間に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が存在することを特徴とする請求項２に記載の光透過制御装置。
【請求項１３】
前記下部基板に、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが備えられており、
前記上部基板の前記第１および第２のプールの間に対応する位置に前記透過領域が存在し、前記透過領域の間に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が存在することを特徴とする請求項２に記載の光透過制御装置。
【請求項１４】
前記第１および第２のプールは、前記透明な基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光透過制御装置。
【請求項１５】
前記第１および第２のプールのうち少なくとも１つは、複数個に分離されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光透過制御装置。
【請求項１６】
前記溝は、ジグザグ形状を有する単一の溝であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の光透過制御装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、移動胴体と、前記移動胴体に連結された取っ手とを含み、前記移動胴体は、前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在することを特徴とする請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項１８】
前記制御手段は前記下部基板に設けられており、移動胴体と、前記移動胴体に連結された取っ手とを含み、前記移動胴体は前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在することを特徴とする請求項２に記載の光透過制御装置。
【請求項１９】
前記制御手段は前記透明な基板の外部に設けられており、
前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、
前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、
前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光透過制御装置。
【請求項２０】
前記制御手段は前記上部基板または前記下部基板に隣接しており、
前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、
前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、
前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の光透過制御装置。
【請求項２１】
前記第１の加圧手段は、第１の回転ローラと、前記第１の回転ローラに連動する第１のカムを含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の光透過制御装置。
【請求項２２】
前記第２の加圧手段は、第２回転ローラと、前記第２の回転ローラに連動する第２のカムを含むことを特徴とする請求項１９または２０に記載の光透過制御装置。
【請求項２３】
前記駆動力伝達手段はベルトであることを特徴とする請求項１９または２０に記載の光透過制御装置。
【請求項２４】
前記光透過物質と前記光遮断物質との間にギャップ物質が存在することを特徴とする請求項１または２に記載の光透過制御装置。
【請求項２５】
映像表示部と光源部とを含む２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置であって、
前記光源部は、
前記映像表示部に入射する光を、２Ｄまたは３Ｄ映像用光となるように制御する光透過制御装置と、
前記光透過制御装置に光を照射する光源とを含み、
前記光透過制御装置は、
光が常に透過する透過領域が所定の間隔で形成されている透明な基板と、
前記透明な基板に互いに独立して内在し、前記透過領域間へ移動する光遮断物質および光透過物質と、
前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項２６】
前記透明な基板は、上部基板と下部基板とより構成されることを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項２７】
前記光遮断物質は光吸収物質であり、前記光透過物質は前記透明な基板と同じ光学性質を有する物質であることを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項２８】
前記透過領域の間に、前記光遮断物質と前記光透過物質とが移動する溝が形成されることを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項２９】
前記透明な基板に、前記光遮断物質が保存され、前記溝の一端が連結された第１のプールが設けられることを特徴とする請求項２８に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３０】
前記透明な基板に、前記光透過物質が保存され、前記溝の他端が連結された第２のプールが設けられることを特徴とする請求項２９に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３１】
前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは、複数個に分離されることを特徴とする請求項３０に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３２】
前記第１および第２のプールは、前記溝を中心に対向することを特徴とする請求項３０に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３３】
前記第１および第２のプールは、前記透明な基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項３０に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３４】
前記透明な基板は、ガラス基板またはポリマー基板であることを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３５】
前記溝は、ジグザグ形状を有する単一の溝であることを特徴とする請求項３０に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３６】
前記下部基板に、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが設けられており、
前記下部基板の前記第１および第２のプール間に前記透過領域が存在し、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が前記透過領域の間に存在することを特徴とする請求項２６に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３７】
前記下部基板に、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが設けられており、
前記上部基板の前記第１および第２のプールの間に対応する位置に前記透過領域が存在し、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が前記透過領域の間に存在することを特徴とする請求項２６に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３８】
前記第１および第２のプールは、前記下部基板の同一側に設けられることを特徴とする請求項３６または３７に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項３９】
前記第１および第２のプールは、前記溝を中心に対向することを特徴とする請求項３６または３７に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４０】
前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは、複数個に分離されることを特徴とする請求項３６または３７に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４１】
前記第１および第２のプールの間に、ジグザグ形状を有する単一の溝が存在することを特徴とする請求項３６または３７に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４２】
前記制御手段は移動胴体と、前記移動胴体に連結された取っ手とを含み、前記移動胴体は前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在することを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４３】
前記制御手段は前記下部基板に設けられており、
移動胴体と、前記移動胴体に連結された取っ手とを含み、
前記移動胴体は前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在することを特徴とする請求項２６に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４４】
前記制御手段は、前記透明な基板の外部に設けられており、
前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、
前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、
前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする請求項２５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４５】
前記制御手段は、前記上部基板または前記下部基板に隣接しており、
前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、
前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、
前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする請求項２６に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４６】
前記第１の加圧手段は、第１の回転ローラと、前記第１の回転ローラに連動する第１のカムを含むことを特徴とする請求項４４または４５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４７】
前記第２の加圧手段は、第２回転ローラと、前記第２の回転ローラに連動する第２のカムを含むことを特徴とする請求項４４または４５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４８】
前記駆動力伝達手段はベルトであることを特徴とする請求項４４または４５に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項４９】
前記光遮断物質と前記光透過物質との間にギャップ物質が存在することを特徴とする請求項２５または２６に記載の２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置。
【請求項５０】
透明な下部基板を、光遮断物質保存部、溝形成部および光透過物質保存部に区分する第１のステップと、
前記光遮断物質保存部および前記光透過物質保存部にそれぞれ第１および第２のプールを形成し、前記溝形成部に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結される溝を所定の間隔で形成する第２のステップと、
前記光遮断物質保存部、溝形成部および前記光透過物質保存部を透明な上部基板で覆う第３のステップと、
前記第１および第２のプールにそれぞれ光遮断物質および光透過物質を満たす第４のステップと、
前記上部基板の前方に、前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御するための制御手段を装着する第５のステップと、
を含むことを特徴とする光透過制御装置の製造方法。
【請求項５１】
前記第１および第２のプールと、前記溝は、フォトリソグラフィー工程、機械研削工程およびインプリンティング工程のうちいずれか１つで形成することを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【請求項５２】
前記溝は、ジグザグ状に単一に形成されることを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【請求項５３】
前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは、複数個に分離されることを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【請求項５４】
前記第１および第２のプールを透明な下部基板の同一側に形成することを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【請求項５５】
前記制御手段は、
前記光遮断物質を加圧する第１加圧手段と、
前記光透過物質を加圧する第２加圧手段と、
前記第１および第２加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、
を含むことを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【請求項５６】
前記第２のステップでは、前記溝の幅を前記溝の間の間隔より広く形成することを特徴とする請求項５０に記載の光透過制御装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元（２Ｄ）および３次元（３Ｄ）映像を選択的に表示できる映像表示装置に関し、より詳細には光透過制御装置、それを備えた２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置、並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常３Ｄ映像は、視聴者の両眼視差を利用することで実現されている。この両眼視差を利用した３Ｄ映像の実現方法としては、偏光眼鏡、ＬＣシャッター眼鏡のような３Ｄ映像を表示するための眼鏡を着用する方法と、レンチキュラーレンズ、パララックスバリア、パララックスイルミネーションなどが設けられた装置を利用して肉眼で観測する方法とがある。前者をステレオスコピー（Stereoscopy）方法と言い、後者をオートステレオスコピー（Autostereoscopy）方法と言う。
【０００３】
前者のステレオスコピー方法は、偏光プロジェクタを利用し、主に劇場のような大勢の人が視聴する場所に応用されている。そして後者のオートステレオスコピー方法は、個人または少数の人々が使用するゲーム用ディスプレイ、家庭用ＴＶ、展示用ディスプレイ等に応用されている。
【０００４】
現行の研究は、オートステレオスコピー方法を利用して３Ｄ映像を実現することに終始しており、それと関連した多様な製品が販売されている。現在採用されている立体映像用ディスプレイ装置のほとんどは３Ｄ映像のみを実現でき、２Ｄディスプレイ装置よりも高価である。
【０００５】
しかしながら、３Ｄ映像用のコンテンツが活発に供給されていないため、高価な３Ｄ映像専用のディスプレイ装置は、消費者の購買意欲を満足させていない。そのため、最近２Ｄと３Ｄ映像とを選択的に実現できるディスプレイ装置を作成する方法に多様な研究が行われおり、多様な製品が紹介されている。これらの製品の中には、ＴＦＴ−ＬＣＤの後方に液晶シャッターを備え、それを利用して２Ｄおよび３Ｄ映像を選択的に表示するディスプレイがある。そのようなディスプレイは優れた２Ｄ／３Ｄ映像可変特性を有している。しかし、液晶シャッターの厚さによりディスプレイ全体の厚さが増加し、また、偏光板を使用せねばならないため、所望の光効率を得ることを困難にしている。
【０００６】
図１は、パララックスイルミネイション方式を用いた従来の３Ｄ専用のディスプレイを示す。図１を参照して説明すると、従来の３Ｄ専用のディスプレイは、映像が表示される一般的なＬＣＤ１０と、その後方に設けられたスリット板１４とを備えている。スリット板１４は、ＬＣＤ１０から所定の間隔だけ離隔されている。また、スリット板１４のＬＣＤ１０との対向面に複数のスリット１６が形成されている。スリット板１４に入射する光は、スリット１６を介してＬＣＤ１０に入射する。したがって、ＬＣＤ１０に対してスリット１６は線光源となる。図１の参照番号１２はＬＣＤ１０の画素を示す。図１に示す３Ｄ専用のディスプレイは構造が簡単ながら、パララックスバリア方式が適用されたディスプレイよりも高輝度であるだけでなく、モアレ干渉が発生しにくいという利点がある。
【０００７】
しかし、図１に示す３Ｄ専用のディスプレイは、固定されたスリット板を使用した固定３Ｄ方式であるため、視聴者は左右の映像が分離された３Ｄ映像しか見ることができない。また、現行は３Ｄコンテンツの供給量が少なく、今後もしばらくは２Ｄおよび３Ｄコンテンツが共存すると予想されるため、消費者に高価な３Ｄ専用のディスプレイを積極的に購入させることは容易ではない。そのため２Ｄ映像と３Ｄ映像とを選択的に表示できるディスプレイ（以下、２Ｄ／３Ｄディスプレイ）が必要とされている。
【０００８】
図２は現行の一般的な２Ｄ／３Ｄディスプレイを示す。図２の参照番号Ａ１は、スイッチング素子として薄膜トランジスタを使用した、映像を表示する液晶パネルを示す。図２を参照して説明すると、液晶パネルＡ１の後方に液晶シャッターＡ２が設けられており、液晶シャッターＡ２の後方には光源Ａ３が備えられている。光源Ａ３は、一般のＬＣＤに使用されるバックライトである。液晶シャッターＡ２の動作原理は、液晶パネルＡ１の動作原理と同様である。したがって、液晶シャッターＡ２に印加される電気的信号を制御することにより、液晶シャッターＡ２の特定領域を、光源Ａ３から入射する光が通過する光透過領域、あるいは遮断される遮光領域にすることができる。また、液晶シャッターＡ２に印加される電気的信号を制御して、液晶シャッターＡ２の図１に示すディスプレイのスリット１６に対応する領域を光透過領域にし、液晶シャッターＡ２の残りの領域を遮光領域にすることができる。液晶シャッターＡ２をそのように駆動させる場合には、図２に示す２Ｄ／３Ｄディスプレイは、図１に示す３Ｄ専用のディスプレイと同様となる。一方、液晶シャッターＡ２に印加される電気的信号を制御して、液晶シャッターＡ２の全領域を光透過領域にすることができる。その場合には、図２に示すディスプレイは２Ｄ映像ディスプレイとなる。
【０００９】
このように図２に示す従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイは、液晶シャッターＡ２を利用して２Ｄ専用の光源と３Ｄ専用の光源とを選択的に使用できるため、２Ｄおよび３Ｄ映像を選択的に実現できるという利点を有している。
【００１０】
しかし、図２に示す２Ｄ／３Ｄディスプレイは、映像を表示する液晶パネルＡ１と光源Ａ３との間に液晶シャッターＡ２が設けられるため、ディスプレイが厚くなり、製造コストが高くなる恐れがある。また、追加の偏光板を挿入しなくてはならないため、光効率が低下するという短所もある。また、３Ｄ映像を観測するのに必要な観測距離Ｌは、以下の数式で表される。
【００１１】
【数１】
2005222051.tif 000003
【００１２】
式中のＬは、液晶パネルＡ１から視聴者の目２６Ｌ、２６Ｒまでの距離を示し、ｄは、液晶シャッターＡ２の表面から液晶パネルＡ１の前面までの距離を示す。そして、Ｅは、視聴者の左眼２６Ｌと右眼２６Ｒとの距離を示し、ｐは、液晶パネルＡ１の画素ピッチを示す。一般的に、液晶パネルＡ１の画素ピッチｐは、約１１０μｍであり、両眼２６Ｌ、２６Ｒの間の距離Ｅは約６５ｍｍである。そして、液晶パネルＡ１の後方のガラス板の厚さは約０．７ｍｍであり、偏光子の厚さは０．２ｍｍであり、液晶シャッターＡ２のガラス板の厚さは約０．７ｍｍである。これらの数値からｄは１．６ｍｍとなるが、映像は空気を通過して視聴者に到達するため、その厚さを空気の厚さに換算しなくてはならない。そのために１．６ｍｍを１．５２で割らねばならない。その値を上記の数式に代入すれば、３Ｄ映像を観測するのに必要な観測距離Ｌは、約６２２ｍｍ｛［（（０．７ｍｍ＋０．２ｍｍ＋０．７ｍｍ）／１．５２）×６５ｍｍ］／０．１１ｍｍ｝となる。
【００１３】
図３を参照して説明すると、液晶パネルＡ１は、順次に配列された第１の偏光子５０と、第１の透明基板５２と、ＴＦＴに接続された第１のＩＴＯ電極５４と、第１の液晶層５５と、共通電極として使用された第２のＩＴＯ電極５８と、第２の透明基板６０と、１３５゜偏光子６２とから構成される。そして、液晶シャッターＡ２は、液晶パネルＡ１から光源Ａ３側に順次に配列された第３の透明基板７０と、ＴＦＴに接続された第３のＩＴＯ電極７２と、液晶層７４と、共通電極として使用される第４のＩＴＯ電極７６と、第４の透明基板７８と、第２の偏光子８０とから構成される。液晶シャッターＡ２がオン状態である時は光源Ａ３、すなわちバックライトから入射された光は液晶シャッターＡ２をそのまま通過し、オフ状態である時は入射された光の偏光方向が９０゜回転される。
【００１４】
個人用ＬＣＤモニタが２Ｄ／３Ｄディスプレイとして使用される場合を考えると、その観測距離Ｌは、キーボードに手を置いた状態で注視するには遠い距離である。また、携帯電話、ＰＤＡなどのような個人移動端末機に適用するには、観測距離Ｌが近いほど有利である。そのような面から、図２に示す２Ｄ／３Ｄディスプレイを個人用ＬＣＤモニタや個人移動端末機に適用することは困難である。もちろん、そのような問題は、重いが薄いガラス板またはポリマー基板の使用に伴う困難を克服することにより解決できる。しかし、図２に示す２Ｄ／３Ｄディスプレイの液晶シャッターＡ２は、必ず偏光板を必要とするため、所望の光効率を得ることは難しい。
【００１５】
一方、図２の参照符号ＬおよびＲは液晶パネルＡ１の画素を示すが、Ｌで示された画素を介して見えるスリット光源２２ａの映像は、視聴者の左眼２６Ｌのみに入射され、Ｒで示された画素を介して見えるスリット光源２２ａの映像は、視聴者の右眼２６Ｒにのみ入射される。それにより視差が発生し、視聴者は立体映像を見るようになる。
３Ｄ映像観測距離および光効率が重要な要素となることにより、それを改善するための多様な２Ｄ／３Ｄディスプレイが紹介され、図４にその一例を示す。図４に示す２Ｄ／３Ｄディスプレイは、観測距離を縮める目的で、映像が表示される液晶パネルＡ１と光源Ａ３との間に、いわゆる位相差板と呼ばれるパターン化されたリターダＡ５と液晶シャッターＡ４とを順次に備える。リターダＡ５内の矢印はファスト軸（fast axis）を示す。
リターダＡ５に入射される入射光の偏光軸が、リターダＡ５の前記ファスト軸に平行、または垂直である場合、前記入射光はリターダＡ５をそのまま通過する。しかし、前記入射光の偏光軸と前記ファスト軸との角度が４５゜をなす場合、リターダＡ５により前記入射光の偏光軸は９０゜回転される。スリット状に区分されたリターダＡ５の各部分のファスト軸は、互いに４５゜の角度をなす。
【００１６】
液晶シャッターＡ４は、リターダＡ５から光源Ａ３方向に順次に配列された第５の透明基板９０と、第５のＩＴＯ電極９２と、第３の液晶層９４と、第６のＩＴＯ電極９６と、第６の透明基板９８と、第３の偏光子１００とから構成される。第５および第６のＩＴＯ電極９２、９６はパターン化されていないものであって、第３の液晶層９４の前面と接触する。そのような液晶シャッターＡ４に入射される入射光は、液晶シャッターＡ４がオン状態である時は液晶シャッターＡ４をそのまま通過し、一方、液晶シャッターＡ４がオフ状態である時は前記入射光の偏光軸は４５゜回転される。それにより、液晶シャッターＡ４がオン状態である時には、リターダＡ５を通過した光のうち、液晶パネルＡ１の１３５゜偏光子６２と垂直である偏光軸、すなわち、４５゜の偏光軸を有する光は存在しない。これはすなわち液晶パネルＡ１の全面に光が入射されることを意味し、視聴者は２Ｄ映像を見るようになる。
【００１７】
それに対し、液晶シャッターＡ４がオフ状態である時には、液晶シャッターＡ４に入射された光の偏光軸は４５゜回転されるため、リターダＡ５を通過した光のうち、液晶パネルＡ１の１３５゜偏光子６２と垂直である偏光軸を有する光が、所定の間隔で離隔されたスリット状となる。それは、すなわち液晶パネルＡ１の１３５゜偏光子６２に入射される光が、スリット状の分散された光になることを意味し、視聴者は３Ｄ映像を見るようになる。
【００１８】
そのような従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイは、液晶パネルと同じ液晶シャッターを使用するため、従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイは、実質的に二つの液晶パネルを使用するディスプレイと同様と考えられる。したがって、従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイは厚く、かつ消費電力が大きい。また、従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイの２Ｄ／３Ｄ映像用の光発生部は偏光板を備えるため、従来の２Ｄ／３Ｄディスプレイの光効率を低下させることがある。また、カラー映像を表示するために使用される基本色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）が、リターダＡ５を通過する時の屈折率は異なるため、従来の２Ｄおよび３Ｄディスプレイで色分散が観測される恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記の従来技術の問題点を改善するためのものであって、２Ｄおよび３Ｄ映像ディスプレイにおける２Ｄおよび３Ｄ映像についての優れた選択性を維持しつつ、観測距離を短縮させ、ディスプレイを薄型化させ、消費電力および光損失を減少させ、色分散を減少させ得る光透過制御装置を提供することである。本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記光透過制御装置を備えた２Ｄおよび３Ｄ映像ディスプレイを提供することである。本発明が解決しようとする更に他の技術的課題は、前記光透過制御装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明による光透過制御装置は、光が透過する透過領域が所定の間隔で形成されている透明な基板と、前記透明な基板に互いに独立して内在し、前記透過領域間へ移動される光遮断物質および光透過物質と、前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
前記透明な基板は上部基板と下部基板とより構成される。
更に前記透過領域間に、前記光遮断物質と前記光透過物質とが移動する前記透過領域より幅広い溝を形成する。そして、前記透明な基板に前記光遮断物質を保存し、前記溝の一端が連結された第１のプールを設ける。また、前記透明な基板に前記光透過物質を保存し、前記溝の他端が連結された第２のプールを設ける。その時、前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは複数個に分離する。前記第１および第２のプールは互いに対向するか、または同一側に設けられる。前記透明な基板と、前記上部基板および下部基板とには、ガラス基板またはポリマー基板を用いることができる。前記溝は、ジグザグ形状を有する単一の溝であり得る。
【００２１】
前記下部基板には、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが設けられており、前記下部基板の前記第１および第２のプールの間に前記透過領域が存在し、前記透過領域の間に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が存在する。
あるいは、前記下部基板に、前記光遮断物質が保存された第１のプールと、前記光透過物質が保存された第２のプールとが設けられており、前記上部基板の前記第１および第２のプールの間に対応する位置に前記透過領域が存在し、前記透過領域間に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結された溝が存在する。その時、前記第１および第２のプールは同一側に設けられ、前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは複数個に分離され得る。
ここで、前記溝はジグザグ形状を有する単一の溝であり得る。
【００２２】
前記制御手段は、移動胴体と、それに連結された取っ手とを含み、前記移動胴体は、前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在する。前記透明な基板が上部および下部基板からなる場合、前記制御手段は前記下部基板に設けられており、移動胴体と、それに連結された取っ手とを含み、前記移動胴体は前記光遮断物質と前記光透過物質との間に存在する。
代替的に前記制御手段は、前記透明な基板の外部に設けられ、前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、を含む。
あるいは、前記制御手段は、前記上部基板または前記下部基板に隣接し、前記光遮断物質を加圧するための第１の加圧手段と、前記光透過物質を加圧するための第２の加圧手段と、前記第１および第２の加圧手段を連結し、いずれか一側で発生した駆動力を他側に伝達する駆動力伝達手段と、を含む。
前記第１の加圧手段は第１の回転ローラと、それに連動する第１のカムであり、前記第２の加圧手段は第２の回転ローラと、それに連動する第２のカムであり得る。そして、前記駆動力伝達手段はベルトであり得る。
更に前記光透過物質と前記光遮断物質との間にギャップ物質が存在できる。
【００２３】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明による、映像表示部と光源部とを含む２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置において、前記光源部は、前記映像表示部に入射される光が２Ｄまたは３Ｄ映像用光となるように制御する光透過制御装置と、前記光透過制御装置に光を照射する光源とを含み、前記光透過制御装置は、光が常に透過する透過領域が所定の間隔で形成されている透明な基板と、前記透明な基板に互いに独立して内在し、前記透過領域間へ移動される光遮断物質および光透過物質と、前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明による光透過制御装置の製造方法は、透明な下部基板を光遮断物質保存部、溝形成部および光透過物質保存部に区分する第１のステップと、前記光遮断物質保存部および前記光透過物質保存部にそれぞれ第１および第２のプールを形成し、前記溝形成部に、一端が前記第１のプールに連結され、他端が前記第２のプールに連結される溝を所定の間隔で形成する第２のステップと、前記光遮断物質保存部、溝形成部および前記光透過物質保存部を透明な上部基板で覆う第３のステップと、前記第１および第２のプールに、それぞれ光遮断物質および光透過物質を満たす第４のステップと、前記上部基板の前方に、前記光遮断物質および前記光透過物質の移動を制御するための制御手段を装着する第５のステップと、を含むことを特徴とする。
【００２５】
前記第１および第２のプールと前記溝とは、フォトリソグラフィー工程、機械研削工程またはインプリンティング工程で形成できる。前記溝は、ジグザグ状に単一に形成できる。前記第１および第２のプールのうち少なくとも一つは、複数個に分離できる。前記第１および第２のプールは、いずれも同一側に形成できる。前記溝間の間隔より、前記溝の幅を広く形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１ないし第３の制御装置は、光遮断物質および光透過物質とを利用して光を遮断するか、または光を透過させるための偏光子などが不要である。したがって、本発明の制御装置を２Ｄおよび３Ｄ映像用の光源として使用する場合、２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置の厚さを減少させることが可能となるだけではなく、３Ｄ映像の視聴距離を短縮させ、光損失および色分散を減少させることも可能となる。
【００２７】
また、前記本発明の制御装置において、前記光遮断物質と前記光透過物質とを手動または自動で供給することが可能なため、従来の２Ｄおよび３Ｄ映像用の光源のように、常に電源を印加させる必要がない。したがって、本発明の制御装置を２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置に使用する場合、前記２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置の消費電力を大幅に減少させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態による光透過制御装置、それを備えた２Ｄおよび３Ｄ映像ディスプレイおよびそれらの製造方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、図面に示す層または領域の厚さは、明確に説明するために誇張して図示したものである。まず、本発明の第１の実施形態による光透過制御装置（以下、第１の制御装置）について説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
前記本発明の第１の制御装置は、図５に示すような上部基板５０と下部基板５２とを含む。更に第１の制御装置は、図１３および図１４に示すように、光透過制御手段（１６０またはＭ）を備え得る。光透過制御手段（１６０またはＭ）により、光遮断物質または光透過物質が下部基板５２の溝Ｇに供給される。
【００３０】
図５を参照して説明すると、所定の厚さを有する下部基板５２は、光遮断物質保存部５４と、光透過物質保存部５８と、溝形成部５６とを含む。上部および下部基板５０、５２は、透明基板、例えばガラス基板またはポリマー基板であることが好ましい。光遮断物質保存部５４に光遮断物質が保存される所定の深さの第１のプール５４ａが形成されている。第１のプール５４ａの壁に第１のホールｈ１が形成されている。第１のホールｈ１を介して、第１のプール５４ａに前記光遮断物質（図示せず）が満たされた後、第１のホールｈ１は密封される。光遮断物質は、光吸収係数が大きい液状物質であって、上部および下部基板５０、５２に吸着されない粘性の低い物質であり、かつ光透過物質保存部５８に保存される光透過物質と混ざらない物質であることが好ましい。光透過物質保存部５８には光透過物質が保存される第２のプール５８ａが存在する。第２のプール５８ａの壁に第２のホールｈ２が形成されている。第２のホールｈ２を介して、第２のプール５８ａに光透過物質が満たされた後、第２のホールｈ２は密封される。前記光透過物質は、透過率および屈折率などが上部および下部基板５０、５２と同じ物質であることが好ましい。しかし、光透過物質と、上部および下部基板５０、５２との境界で、光反射率が２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置の輝度や色分散に影響を与えない程度である限り、透過率および屈折率が上部および下部基板５０、５２と異なる物質であっても、前記光透過物質として利用することは可能である。また、前記光透過物質は、前記光遮断物質と同様に、上部および下部基板５０、５２に吸着されない粘度の低い物質であることが好ましく、前記光遮断物質と混ざらない物質であることが好ましい。また、前記光遮断および透過物質はなるべく毒性のない物質であることが好ましい。
【００３１】
次いで、溝形成部５６に、光遮断物質保存部５４と光透過物質保存部５８とを連結する複数の溝Ｇが存在する。複数の溝Ｇは一定の間隔で離隔されている。溝形成部５６にそのような溝Ｇが存在することで、溝Ｇの間に自然に突出部５６ａが形成される。突出部５６ａは、常に光が透過され得る領域であって上部基板５０と接触される。溝Ｇに前記光透過物質または光遮断物質が供給される。溝Ｇに前記光遮断物質が供給された状態で、下部基板５２の下面または上部基板５０の上面に光が入射される場合、溝Ｇに入射される光は、いずれも前記光遮断物質により吸収される。一方、溝Ｇの間の突出部５６ａを通過する光は、上部および下部基板５０、５２を通過する。
【００３２】
そのように、溝Ｇに前記光遮断物質が存在する場合、本発明の光透過制御装置は、突出部５６ａのみで光が放出され、突出部５６ａの間の溝Ｇでは光が放出されないため、本発明の光透過制御装置はスリット状の光源となる。その場合の光透過制御装置は、２Ｄおよび３Ｄ映像ディスプレイの３Ｄ映像用の光源と同じく使用され得るが、そのためには、溝Ｇの幅ｔ１は突出部５６ａの幅ｔ２より広いことが好ましい。例えば、溝Ｇの幅ｔ１と突出部５６ａの幅ｔ２との割合は約２：１であり得る。
【００３３】
一方、光透過物質保存部５８から溝Ｇに光透過物質が供給された場合、前記光透過物質の屈折率は、上部および下部基板５０、５２と同様であるため、上部基板５０の上面または下部基板５２の下面に入射された光は、溝Ｇや突出部５６ａの区分なしに、溝形成部５６の全体領域を通過する。したがって、溝Ｇに光透過物質が存在する場合、上部基板５０または下部基板５２の溝形成部５６に対応する全体領域から光が放出されるため、その場合に光透過制御装置は、２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置の２Ｄ映像用の光源と同様である。
【００３４】
図５で、参照符号Ａ１１は、２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置において、実際映像が表示される領域に対応する溝形成部５６の第１の領域を示す。第１の領域Ａ１１の幅は、溝形成部５６より狭いことが好ましい。また、第１の領域Ａ１１は、光遮断物質保存部５４および光透過物質保存部５８から供給される物質が到達できる限界を示す。すなわち、前記したように、光遮断物質保存部５４から溝形成部５６に供給される光遮断物質が、光透過物質と混ざることは好ましくないため、前記光遮断物質は前記光透過物質が混ざらない範囲内で光透過物質保存部５８に隣接して供給することが好ましい。第１の領域Ａ１１の光透過物質保存部５８に隣接した境界は、溝Ｇを介して前記光遮断物質が供給できる限界線となる。同じ理由で、第１の領域Ａ１１の光遮断物質保存部５４に隣接した境界は、光透過物質保存部５８から供給される光透過物質が、光遮断物質保存部５４側に到達できる限界線となる。
【００３５】
図６は、図５に示した本発明の第１の制御装置の下部基板５２についての平面図を示す。図７は、下部基板５２が上部基板５０で覆われたと仮定して、図６を７−７’方向に切断した断面を示す。図７を参照して説明すると、上部および下部基板５０、５２の間に溝Ｇが形成されており、下部基板５２の溝Ｇの両端に、それぞれ第１のプール５４ａと第２のプール５８ａとが形成されていることがわかる。図８は、図７に示したような本発明の第１の制御装置の第１および第２のプール５４ａ、５８ａが、それぞれ前記した特徴を有する光遮断物質７０および光透過物質８０で満たされた場合を示す。
【００３６】
図８を参照して説明すると、溝形成部５６の溝Ｇは、光遮断物質７０と光透過物質８０とで満たされている。そして、光遮断物質７０と光透過物質８０との間にギャップ物質９０が存在する。ギャップ物質９０は、光遮断物質７０と光透過物質８０とが混ざることを防止する混合防止手段である。ギャップ物質９０はエアーギャップであり、両側の物質と混ざらずに上部および下部基板５０、５２と吸着されない物質でありうる。また、光遮断物質７０と光透過物質８０とが水と油のように全く混ざらず、瞬間的に混ざっても再び迅速に分離される物質である場合、ギャップ物質９０はなくても問題ない。
【００３７】
図９は、上部基板５０を介して第１のプール５４ａに所定の圧力を加えて、ほとんどの溝形成部５６を光遮断物質７０で満たした第１の制御装置を示す。その場合に、下部基板５２または上部基板５０の溝形成部５６に入射される光のうち、溝Ｇに入射される光は光遮断物質７０に吸収され、突出部５６ａに入射された光はそのまま透過するため、図９に示したような状態の第１の制御装置は、溝Ｇの幅（図５のｔ１）だけ離隔された複数個のスリット光源が備えられた光発生部と同様となる。すなわち、図９に示すように、溝Ｇが光遮断物質７０で満たされた第１の制御装置は、２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置に備えられた３Ｄ用映像を表示するための光発生部と同様となる。
【００３８】
図１０は、図９と逆の場合を示すものであり、第１の制御装置のほとんどの溝Ｇが光透過物質８０で満たされた場合を示す。ギャップ物質９０は光遮断物質保存部５４の近くまで移動している。この場合に、溝形成部５６に入射した光は、溝形成部５６の全体領域を通過する。したがって、溝形成部５６は全体が一つの面光源となる。したがって、図１０に示すような第１の制御装置のいずれか一側、例えば上部基板５０の上側に所定の映像表示装置、例えば液晶ディスプレイが備えられ、他側、例えば下部基板５２の下側に光源、例えばバックライトが備えられた場合、第１の制御装置は前記バックライトから入射される光を前記液晶ディスプレイに伝達する２Ｄ映像用光源となり得る。なお、溝形成部５６は下部基板５２または上部基板５０の何れに形成されてもよく、下部基板５２に形成される場合は、溝形成部５６は第１のプール５４ａと第２のプール５８ａの間に形成されることが好ましく、一方、上部基板５０に形成される場合は、第１のプール５４ａと第２のプール５８ａの間に相当する位置に形成されることが好ましい。
【００３９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態による光透過制御装置（以下、第２の制御装置）は、図１１に示すように、光遮断物質保存部１０２と、溝形成部１０４と、光透過物質保存部１０６とを含む下部基板１０１を備える。下部基板１０１を覆う上部基板は第１の実施形態の上部基板と同様である。したがって、前記上部基板は図示していない。
【００４０】
図１１を参照して説明すると、下部基板１０１の光遮断物質保存部１０２に、複数の第３のプール１０２ａが所定の深さで形成されている。そして、下部基板１０１の光透過物質保存部１０６に、複数の第４のプール１０６ａが所定の深さで形成されている。複数の第３のプール１０２ａと複数の第４のプール１０６ａとは、それぞれ１：１で対向するように設けられている。複数の第３のプール１０２ａは第１の隔壁１０２ｂで分離されており、複数の第４のプール１０６ａは第２の隔壁１０６ｂで分離されている。第１および第２の隔壁１０２ｂ、１０６ｂは、溝形成部１０４に形成された突出部１０４ａが、光遮断物質保存部１０２および光透過物質保存部１０６へ伸張したものである。第１および第２の隔壁１０２ｂ、１０６ｂは、同じ突出部１０４ａで形成されたものが好ましい。溝形成部１０４に複数の溝Ｇが形成されており、溝Ｇの間に突出部１０４ａが形成されている。突出部１０４ａは前記上部基板と接触する。溝Ｇの幅と突出部１０４ａの幅とは、約２：１であることが好ましい。一つの第３のプール１０２ａに複数の溝Ｇが連結されており、この第３のプール１０２ａに対向する第４のプール１０６ａにこの複数の溝Ｇが連結されている。第３のプール１０２ａまたは第４のプール１０６ａの全体数は、溝形成部１０４に形成された溝Ｇの全体数と同じであり得る。すなわち、一つの溝Ｇに一つの第３のプール１０２ａまたは第４のプール１０６ａが連結され得る。また、一つの第３のプール１０２ａに連結される溝Ｇの数と、一つの第４のプール１０６ａに連結される溝Ｇの数とが異なることもあり得る。例えば、第３のプール１０２ａには少なくとも二つの溝Ｇが連結され、第４のプール１０６ａには少なくとも三つの溝Ｇが連結され得る。それと逆の場合も可能である。溝形成部１０４の第２領域Ａ２２は、第１の実施形態の溝形成部５６の第１の領域Ａ１１と同様である。第３のプール１０２ａと第４のプール１０６ａとのそれぞれに、第３のホールｈ３と第４のホールｈ４とが形成されている。第３のホールｈ３を介して第３のプール１０２ａに光遮断物質が満たされ、光遮断物質が満たされた後に第３のホールｈ３は密封される。また、第４のホールｈ４を介して第４のプール１０６ａに光透過物質が満たされ、光透過物質が満たされた後に第４のホールｈ４は密封される。更に、第３のホールｈ３は、光遮断物質保存部１０２の１箇所のみに存在でき、第１の隔壁１０２ｂにホール（図示せず）を形成できる。同様に、第４のホールｈ４は、光透過物質保存部１０６の１箇所のみに存在でき、第２の隔壁１０６ｂにホール（図示せず）を形成できる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態による光透過制御装置（以下、第３の制御装置）は、前記した第１および第２の制御装置とは違って、光遮断物質保存部と光透過物質保存部との間に単一の並列状の溝が存在するところにその特徴がある。具体的には、第３の制御装置は図１２に示すように、光遮断物質保存部１２２と、溝形成部１２４と、光透過物質保存部１２６とを有する下部基板１２０を含む。また、第３の制御装置はそのような下部基板１２０を覆う上部基板（図示せず）を含む。前記上部基板は、前記した第１の実施形態の上部基板と同様であり得る。
【００４２】
図１２を参照して説明すると、光遮断物質保存部１２２に、光遮断物質が満たされる所定の深さの第５のプール１２２ａが形成されている。第５のプール１２２ａを囲む壁に第５のホールｈ５が形成されている。この第５のホールｈ５を介して第５のプール１２２ａに光遮断物質が満たされる。光遮断物質が満たされた後に第５のホールｈ５は密封される。光透過物質保存部１２６に、光透過物質が満たされる所定の深さの第６のプール１２６ａが形成され、第６のプール１２６ａを囲む壁に第６のホールｈ６が形成されている。第６のホールｈ６を介して、第６のプール１２６ａに光透過物質が満たされ、光透過物質が満たされた後に第６のホールｈ６は密封される。溝形成部１２４に、一端が第５のプール１２２ａに連結され、他端が第６のプール１２６ａに連結される一つの溝Ｇ１が形成されている。また、溝形成部１２４に、前記上部基板と接触する突出部１２４ｃが形成されている。突出部１２４ｃは、光透過物質保存部１２６から光遮断物質保存部１２２に向かう第１の突出部１２４ａと、光遮断物質保存部１２２から光透過物質保存部１２６に向かう第２の突出部１２４ｂとからなっている。第１および第２の突出部１２４ａ、１２４ｂの幅は同一であることが好ましい。第１の突出部１２４ａは光透過物質保存部１２６には連結されているが、光遮断物質保存部１２２には連結されていない。それに対し、第２の突出部１２４ｂは光遮断物質保存部１２２に連結されているが、光透過物質保存部１２６には連結されていない。第１および第２の突出部１２４ａ、１２４ｂは、交互に平行に配列されている。溝Ｇ１は、そのような第１および第２の突出部１２４ａ、１２４ｂの間に形成されている。結果として、溝Ｇ１は、第１および第２の突出部１２４ａ、１２４ｂの間を横切るジグザグ状となる。第１および第２の突出部１２４ａ、１２４ｂの間の距離、すなわち溝Ｇ１の幅と溝Ｇ１との間に存在する突出部１２４ｃの幅は、所定の割合、例えば約２：１であることが好ましい。溝形成部１２４の第３の領域Ａ３３は、第１の実施形態の第１の領域Ａ１１と同様である。
【００４３】
一方、単一の溝Ｇ１は、少なくとも二つの溝に分けられ得る。分けられた溝のそれぞれは、図１２の溝Ｇ１と同じ形式で第５および第６のプール１２２ａ、１２６ａに連結され得る。また、光遮断物質保存部１２２と光透過物質保存部１２６とをいずれも同一側に配置することが可能である。例えば、図１２において、光遮断物質保存部１２２を光透過物質保存部１２６側に共に備え、光遮断物質保存部１２２が備えられた領域に溝形成部１２４を拡張させ得る。逆の場合も可能である。
【００４４】
前記した本発明の第１ないし第３の制御装置の溝形成部５６、１０４、１２４に、光遮断物質または光透過物質を供給し、その移動を制御するための多様な制御手段と方法があり得る。図１３および図１４は、それについての一例を示す。
【００４５】
図１３は、光遮断物質または光透過物質を供給し、移動を制御するための手動式制御手段１６０を利用して、光遮断物質１３０または光透過物質１４０を選択的に供給し、かつ移動を制御する手順を示す。図１４は自動式制御手段を示す。
【００４６】
図１３を参照して説明すると、光遮断物質および光透過物質保存部Ｓに１つのプールＳ１が形成されており、プールＳ１に、制御手段１６０を中心に光遮断物質１３０と光透過物質１４０とが存在する。光遮断物質１３０と光透過物質１４０とは、制御手段１６０により分離される。参照番号１５０は上部基板を示す。制御手段１６０は、プールＳ１に浸けられた状態で、光遮断物質１３０と光透過物質１４０とを分離させる移動胴体１６０ａと、移動胴体１６０ａを移動させるために使用される取手１６０ｂとを含む。取っ手１６０ｂは、取りやすくするために、上部基板１５０のホールを介して上方に突出されている。光遮断物質１３０または光透過物質１４０を溝形成部（図示せず）に供給するためには、移動胴体１６０ａを利用して光遮断物質１３０または光透過物質１４０を十分に押さねばならないが、移動胴体１６０ａは、取っ手１６０ｂを使用して移動させ得るため、上部基板１５０に形成された前記ホールは、取っ手１６０ｂが十分に移動できるような大きさを有することが好ましい。しかし、前記ホールが、光遮断物質１３０または光透過物質１４０が露出される程に広いことは好ましくない。図１３に示した上部基板１５０はハードタイプであることが好ましい。
【００４７】
図１４は、前記した本発明の第１の制御装置（図５ないし図７参照）に、自動制御手段Ｍが備えられた場合を示す。図１４を参照して説明すると、自動制御手段Ｍは、離隔された第１および第２のローラ２００、２０２と、第１および第２のローラ２００、２０２との間に動力を伝達するベルト２１０と、第１および第２のローラ２００、２０２にそれぞれ連動する第１および第２のカム２００ａ、２０２ａとを含む。第１のローラ２００は第１の軸２３０を中心に回転し、第２のローラ２０２は第２の軸２４０を中心に回転する。第１のローラ２００は、光遮断物質７０が満たされた第１のプール５４ａと対向するように上部基板５０上に離隔されて設けられている。第２のローラ２０２は、光透過物質８０が満たされた第２のプール５８ａと対向するように上部基板５０上に離隔されて設けられている。しかし、上部基板５０から第１および第２のローラ２００、２０２の離隔された程度は、第１および第２のカム２００ａ、２０２ａと上部基板５０との接触の程度によって決まる。すなわち、光遮断物質７０または光透過物質８０が溝形成部５６に供給されるように、フレキシブルな上部基板５０を加圧するものは第１および第２のカム２００ａ、２０２ａであるため、第１および第２のローラ２００、２０２は、第１および第２のローラ２００、２０２が回転されつつ、第１および第２のカム２００ａ、２０２ａが上部基板５０を十分に加圧できる程度に、上部基板５０から離隔された位置に備えられることが好ましい。光遮断物質７０と光透過物質８０とは、同時に供給されず選択的に供給されねばならないため、第１および第２のカム２００ａ、２０２ａが装着された位置は相異なることが好ましい。すなわち、第１および第２のカム２００ａ、２０２ａは、第１のカム２００ａが上部基板５０を加圧する位置にある時、第２のカム２０２ａが上部基板５０から離隔された位置にあるように備えられることが好ましい。
【００４８】
図１４に示すように、第１および第２のカム２００ａ、２０２ａは、それぞれ第１および第２の軸２３０、２４０に備えられ得るが、それぞれは第１および第２のローラ２００、２０２の表面に突出状に備えられ得る。また、図１４に示していないが、第１の軸２３０および／または第２の軸２４０に駆動モーターが備えられ得る。図１４に示すような自動式制御手段Ｍは、溝形成部５６の外側に設けられることが好ましい。その時、第１および第２のプール５４ａ、５８ａも溝形成部５６の外側の領域まで拡張されることが好ましい。また、その場合、自動式制御手段Ｍは上部基板５０または下部基板５２に隣接して設けられることが好ましい。
【００４９】
次いで、前記した本発明の第１、第２または第３の制御装置を備える２Ｄおよび３Ｄ映像表示装置（以下、映像表示装置）について説明する。図１５は、映像表示装置を上から見たものであり、図１６は、映像表示装置の重要部分のみを分離して示す分解斜視図である。
【００５０】
図１５および図１６を参照して説明すると、映像表示装置は、光源３００と、光透過制御装置３１０と、映像表示部３２０とを含む。光源３００には、バックライトを使用してよく、映像表示部３２０には、平板ディスプレイ、例えば液晶ディスプレイを使用してよい。光透過制御装置３１０は、上部基板３１０ａと下部基板３１０ｂとを含む。上部基板３１０ａには、透明なハードな基板またはフレキシブルな基板を使用してよい。下部基板３１０ｂは、光遮断物質保存部３１２と、溝形成部３１４と、光透過物質保存部３１６とを含む。そのような光透過制御装置３１０は、３Ｄおよび２Ｄ映像用の光を生成する光発生部として使用される。光透過制御装置３１０は、前記した本発明の第１ないし第３の制御装置のうちいずれか一つと同一である。したがって、溝形成部３１４の溝（図示せず）に光透過物質を供給して、光源３００から入射される光が溝形成部３１４の全体領域をそのまま通過することで、光透過制御装置３１０を２Ｄ映像用光発生部として使用できる。また、溝形成部３１４の前記溝に光遮断物質を供給して、光源３００から入射される光が溝形成部３１４の選択された領域、すなわちスリット状に限定された領域のみを通過するようにすることで、光透過制御装置３１０を３Ｄ映像用光発生部として使用できる。
【００５１】
次いで、前記した本発明の第１ないし第３の制御装置の製造方法について説明する。本発明の第１ないし第３の制御装置の製造方法は、同じ技術的趣旨により、それぞれの製造方法は略同一である。それゆえ、下記に本発明の第１の制御装置の製造方法のみについて記載し、第２および第２の制御装置の製造方法は、前記第１の制御装置の製造方法を参照する。
【００５２】
図５および図１７を参照して説明すると、本発明の第１の制御装置の製造方法は、上部および下部基板５０、５２を準備する第１のステップ４００と、下部基板５２に光遮断物質保存部５４、光透過物質保存部５８および溝形成部５６を形成する第２のステップ４２０と、上部および下部基板５０、５２を封着する第３のステップ４４０と、各保存部５４、５８に光遮断物質および光透過物質を満たす第４のステップ４６０とを含む。第３および第４のステップ４４０、４６０の実施順序は入れ替えることが可能である。すなわち、各保存部５４、５８に光遮断物質および光透過物質を満たした後、上部および下部基板５０、５２を密封できる。その場合、第２のステップ４２０で、各保存部５４、５８に光遮断物質および光透過物質を注入するための第１および第２ホールｈ１、ｈ２を形成しなくても問題はない。
【００５３】
更に具体的には、第１のステップ４００で、上部基板および下部基板５０、５２は、いずれも透明な材質、例えばガラス基板またはポリマー基板などで形成できる。上部および下部基板５０、５２は、同じ光学特性を有することが好ましい。図１３に示すような手動式供給手段１６０が使用される場合、上部基板５０としてハードタイプの基板を使用することが好ましいが、図１４に示すように、自動式供給手段Ｍが使用される場合、上部基板５０としてフレキシブル基板を使用することが好ましい。下部基板５２には、光透過物質保存部５８を始めとして光遮断物質保存部５４、溝形成部５６などが形成されるため、下部基板５２は上部基板５０より厚いものを準備することが好ましい。
【００５４】
また、第２のステップ４２０では、前記準備された下部基板５２に、光遮断物質保存部５４、溝形成部５６および光透過物質保存部５８が形成される領域を設定する。次いで、光遮断物質保存部５４に光遮断物質が満たされる所定の深さの第１のプール５４ａを形成し、光透過物質保存部５８に光透過物質が満たされる第２のプール５８ａを形成し、溝形成部５６に所定の間隔で溝Ｇを形成する。その時、第１および第２のプール５４ａ、５８ａと溝Ｇとは、フォトリソグラフィー工程、機械研削工程、インプリンティング工程などで形成できる。そのように、第１および第２のプール５４ａ、５８ａに、それぞれ第１および第２のホールｈ１、ｈ２を形成できる。溝Ｇを形成する過程で、溝Ｇの幅ｔ１は、映像表示部（図１６の３２０）の画素ピッチにより所定の幅に形成できる。例えば、映像表示部３２０が液晶ディスプレイである場合、溝Ｇの幅は、約２００μｍに形成でき、溝Ｇと溝Ｇとの間隔は、約１００μｍに形成できる。また、溝Ｇを数百μｍの深さに形成できる。そうして、溝Ｇに光遮断物質が満たされる場合、遮光領域の幅と光透過領域の幅との割合は２：１となり、本発明の第１の制御装置は３Ｄ映像用の光源として使用することができる。
【００５５】
一方、第１のプール５４ａに光遮断物質が接触し、第２のプール５８ａに光透過物質が接触し、溝Ｇに光遮断物質および光透過物質が接触することを鑑みれば、それらの物質と、第１および第２のプール５４ａ、５８ａと溝Ｇとの間の付着力を最小化するために、特に溝Ｇと光遮断および透過物質との付着力を最小化するために、第１および第２のプール５４ａ、５８ａと溝Ｇとの表面粗度を最小化することが好ましい。このように第１および第２のプール５４ａ、５８ａと溝Ｇとの表面粗度を最小化することで、溝Ｇに光遮断物質または光透過物質が満たされた後に排出される場合に、溝Ｇの表面に該当物質が付着しないため、良質の映像を提供できる。
【００５６】
前記したように、下部基板５２に第１および第２のプール５４ａ、５８ａと溝Ｇとを形成した後、第３のステップ４４０で、上部基板５０と下部基板５２とを整列して封着させる。その時、前記封着は、陽極接合工程、光学的付着工程または熱ラミネート工程などを利用して実施できる。
【００５７】
次いで、第４のステップ４６０では、第１および第２のホールｈ１、ｈ２を介して、第１および第２のプール５４ａ、５８ａにそれぞれ光遮断物質および光透過物質を満たす。その時、光遮断物質および光透過物質は、その境界が溝形成部５６の第１の領域Ａ１１に位置するように満たすことが好ましい。前記光遮断物質と前記光透過物質とを満たす過程で、両物質の境界で両物質と混合せず、溝Ｇおよび上部基板５０に付着しない第３の物質を隔壁として挟み得る。前記境界に前記第３の物質の代わりに空気を入れてもよい。一方、上部基板５０と下部基板５２とを封着する前に、第１および第２のプール５４ａ、５８ａにそれぞれ前記光遮断物質および光透過物質を満たし得る。また、下部基板５２には、光遮断物質保存部５４と光透過物質保存部５８のみとを形成し、溝形成部５６は、上部基板５０に形成することもできる。その場合、光遮断物質および光透過物質を満たす工程は、上部基板５０と下部基板５２との封着工程後に実施することが好ましい。
【００５８】
前記した第１の制御装置の製造方法は、図１５と図１６とに示したような本発明の映像表示装置についての製造方法にそのまま適用できる。図１６を参照して説明すれば、光源３００、映像表示部３２０および光透過制御装置３１０をそれぞれ別途に形成する。その時、光透過制御装置３１０は、本発明の第１ないし第３の制御装置のいずれか一つと同一であり、前記した本発明の第１の制御装置の製造方法に準じて形成できる。したがって、光透過制御装置３１０の製造方法についての具体的な説明は省略する。このように光源３００、映像表示部３２０および光透過制御装置３１０を形成した後、それらを揃えて接合する。これにより本発明の映像表示装置が完成する。
【００５９】
以上の記載において多様な事項を具体的に説明したが、それらは本発明の範囲を限定するものでなく、好ましい実施形態として解釈されねばならない。例えば、光透過制御装置３１０についての技術的趣旨をそのまま維持しつつ、光源３００および／または映像表示部３２０を例示していないものに代替することもでき、また、断面が半円、Ｖ字型、半四角形などの多様な形状になるように、溝Ｇを形成することできることは当業者ならば理解できるであろう。また、本発明の第１の制御装置で、下部基板５２の全体を溝形成部５６として使用でき、光遮断物質保存部５４と光透過物質保存部５８とは下部基板５２の外に備えることもできる。また、前記上部および下部基板の役割を兼ねる所定の厚さの単一基板に、光遮断物質保存部、光透過物質保存部および溝形成部を形成することもできる。したがって、本発明の範囲は、説明された実施形態によって定められず、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、テレビ、卓上用および携帯用のコンピュータモニタ、各種情報を表示するのに使用されるモニタ、広告用のディスプレイ、並びに携帯用の情報通信機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】従来の３Ｄ専用の平面ディスプレイの概略的な斜視図である。
【図２】２Ｄおよび３Ｄを選択的に表示できる従来の平面ディスプレイの平面図である。
【図３】２Ｄおよび３Ｄを選択的に表示できる従来の平面ディスプレイの平面図である。
【図４】液晶シャッターとリターダが共に使用された、２Ｄおよび３Ｄを選択的に表示できる従来の平面ディスプレイの平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光透過制御装置を示した分解斜視図である。
【図６】図５に示した本発明の光透過制御装置の下部基板についての平面図である。
【図７】図６を７−７’方向に切断した断面図である。
【図８】図７に示した光透過制御装置に光遮断物質および光透過物質が満たされた場合を示した断面図である。
【図９】図８に示した光透過制御装置において、光遮断物質と光透過物質の境界の移動を示す断面図である。
【図１０】図８に示した光透過制御装置において、光遮断物質と光透過物質の境界の移動を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る光透過制御装置の下部基板についての平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る光透過制御装置の下部基板についての平面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る光透過制御装置に備えられた手動式制御手段を示した断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る光透過制御装置に備えられた自動式制御手段を示した断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る映像表示装置の側面図である。
【図１６】図１５に示した映像表示装置についての分解斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る光透過制御装置の製造方法をステップ別に示したブロック図である。
【符号の説明】
【００６２】
５０    上部基板
５２    下部基板
５４    光遮断物質保存部
５６    溝形成部
５８    光透過物質保存部
５４ａ  第１のプール
５６ａ  突出部
５８ａ  第２のプール
ｈ１    第１のホール
ｔ１    溝Ｇの幅
ｔ２    突出部５６ａの幅
Ａ１    液晶パネル
Ｇ      溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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